Transição de vidro e propriedades de sólidos amorfos

Em geral, quando a temperatura de um líquido é reduzida, o material sofre uma transição de fase e cristaliza. Uma abordagem possível para entender esta transição é usar mecânica estatística e mostrar que, abaixo de uma determinada temperatura, a energia livre do sistema é menor na fase de cristal do que seria caso o material fosse na fase líquida. Neste tipo de descrição, a escalas de tempo em que a temperatura é reduzida não são levadas em consideração; é assumido que o material está em equilíbrio térmico ao longo do processo.

No entanto, esta condição nem sempre é respeitada. Na verdade, muitos sistemas em nossa vida diária estão fora de equilíbrio. Exemplos bem conhecidos são os sistemas biológicos, que são sistemas abertos sujeitos a fluxos de energia. Outro exemplo importante são os vidros. Os processos dinâmicos com que esses sólidos são gerados tornam-se muito importantes quando a temperatura diminui tão rapidamente que as moléculas não têm tempo para se organizarem. Estes materiais então relaxam tão lentamente que não conseguem se equilibrar em uma escala de tempo observado em laboratório. Este material resultante é chamado "sólido amorfo" e o processo que o gera é denominado "transição vítrea". Os mecanismos desta transição não são completamente compreendidos e o descrição teórica destes é um dos maiores desafios no campo de matéria macia.

Além da fenomenologia intrigante relativa aos mecanismos responsáveis ​​pela transição vítrea, existem várias questões sobre as propriedades dos materiais amorfos. Estes materiais apresentam propriedades diferentes dos sólidos cristalinos, como por exemplo as propriedades de transporte, natureza das vibrações, resposta linear.